jsem si jistý, že je to něco, co jsme všichni zažili dříve-jdete ven a najít nástroj nebo jiný kovový předmět zcela odbarvené. Možná už víte, že toto zabarvení se nazývá rez. Obvykle očekáváme, že rez bude trvat týdny nebo měsíce, ale dnes vám ukážu způsob, jak můžete reznout hřebík během několika sekund. Chcete vidět, jak to funguje, a jak si můžete vyzkoušet doma? Podívejte se na video níže a dozvíte se více.
materiály pro sběr
- železný hřebík (ujistěte se, že není pozinkovaný)
- plastová nebo skleněná nádoba, která je dostatečně velká, aby držela nehty & všechny tekuté složky. * Nepoužívejte kovovou nádobu nebo by mohla také Rezat *
- 8 čajových lžiček peroxidu vodíku (3%) (Můžete si to vyzvednout v každém obchodě, kde prodávají zásoby první pomoci)
- 1 čajová lžička destilovaného bílého octa
- stolní sůl
- ochranné brýle nebo brýle na ochranu očí
- pár rukavic
Vyzkoušejte to! (s dohledem dospělých)
* * před provedením tohoto experimentu je velmi důležité, aby všichni účastníci měli na sobě osobní ochranné prostředky (OOP): pár ochranných brýlí nebo brýlí a vodotěsné rukavice. Pár ochranných brýlí nebo ochranných brýlí je vždy dobrý nápad při práci s tekutinami, které by mohly stříkat do očí. Je také dobré mít po ruce rukavice, protože po kombinaci těchto chemikálií nechcete mít prodloužený kontakt s pokožkou.**
jakmile shromáždíte všechny své materiály a máte své osobní ochranné prostředky, je čas začít vědu!
Krok 1: Změřte své ingredience pomocí množství uvedených v sekci materiály. Pokud potřebujete více řešení, při měření toho, co potřebujete, použijte 8 dílů peroxidu vodíku na 1 díl destilovaného octa. Poté opatrně zkombinujte ocet a peroxid vodíku v misce.
* * jakmile jsou tyto kapaliny kombinovány, dbejte na to, abyste se směsi nedotkli. Nasazení rukavic při práci s tímto řešením je skvělý způsob, jak udržet ruce v bezpečí.**
Krok 2: Přidejte do směsi dostatek soli k nasycení roztoku (stejným způsobem byste vyrobili opravdu slanou vodu). Smíchejte roztok dohromady, můžete použít hřebík, pokud je dostatečně dlouhý, nebo můžete použít dřevěný špíz. Používáte-li hřebík k míchání, může se objevit rezavá barva a začnou se objevovat bubliny.
Krok 3: Vložte hřebík do nádoby. Pokud rezivíte více než jeden hřebík, vyberte nádobu dostatečně velkou, aby držela všechny nehty, které chcete rezivět.
Krok 4: nechte hřebík sedět v roztoku. Jakákoli část hřebíku, která sedí v roztoku, na něm vytvoří rez. Dávejte pozor na nehty, a když jste spokojeni s tím, jak se váš nehet stal rezavým, můžete jej opatrně vyjmout z roztoku.
Krok 5: nechte hřebík vyschnout na vzduchu. Používejte rukavice a opatrně odstraňte hřebík z roztoku. Pokud otřete hřebík, můžete ztratit část rzi. Jemně ji položte na papírový ručník a nechte ji uschnout na vzduchu. Za pár hodin by měl váš nehet vypadat rezavě a můžete si ho prohlédnout trochu blíž. Nezapomeňte roztok bezpečně vypustit a rukavice zlikvidovat.
co je to věda?
takže co je vlastně rez?
rez se tvoří na kovech v procesu zvaném oxidace. Oxidace nastává, když jsou některé kovy, jako je železo, vystaveny kyslíku. U některých kovů se to děje velmi rychle a u jiných je tento proces o něco pomalejší. Kovy, které jsou chráněny barvou a jinými povlaky, nebudou rezavět, protože tyto povlaky chrání kov před vystavením kyslíku. Pokud je některá část povlaku odstraněna nebo poškozena (jako škrábnutí na autě nebo barva na opotřebovaném kole), kov bude vystaven kyslíku a může začít proces rezivění.
co se vlastně děje, když se vytvoří rez?
v našem experimentu smícháním peroxidu vodíku (H2O2) a destilovaného octa dohromady vzniká malé množství něčeho, co se nazývá kyselina peroctová. Kyselina je žíravá a může způsobit, že se věci, jako je kov, rozpadnou. Peroxid vodíku je vyroben z vodíku a kyslíku, ale je to kyslík, který je klíčem k vytvoření rzi na kovu.
molekuly železa na povrchu atomů nehtů vyměňují s kyslíkem v roztoku a vytvářejí novou látku. Uhodli jste-rez! (nebo oxid železa, jak by to vědci nazvali!)
celý tento proces pomáhá sůl, kterou jsme přidali do roztoku. Jeho úkolem v celém tomto procesu je působit jako elektrolyt, který snižuje elektrický odpor v roztoku, pomáhá kyslíku a nehtu snadněji obchodovat s atomy.
* * atomy jsou kusy, které tvoří molekulu. Jsou to velmi malé a nemožné vidět na vlastní oči, takže vědci musí používat velmi výkonné zařízení, aby viděli tyto malé stavební bloky**
proč si všimnu tolika změn?
kdykoli uvidíte bublání, šumění nebo změnu barvy, je to stopa, že pravděpodobně vidíte chemickou reakci. To znamená, že se naše železo mění. Jakmile hřebík podstoupí proces rezivění, můžeme odstranit rez z hřebíku,ale železo, které se změnilo na rez, se nikdy nevrátí do železa.
můžete si také všimnout, že se reakce zahřívá. Tato konkrétní chemická reakce je exotermní reakce, což znamená chemickou reakci, která produkuje nebo vydává teplo. To je jeden z důvodů, proč chceme mít jistotu, že během celého experimentu budeme používat správné nástroje a bezpečnostní vybavení. Pokud je hřebík příliš teplý na to, abyste se pohodlně dotkli, použijte k odstranění nehtu kuchyňské náčiní, jako jsou kleště, nebo držáky hrnců pro bezpečné přemístění nádoby.
zeptejte se svých mladých vědců
jak začnete kombinovat ingredience, aby se vaše řešení, zeptejte se:
- co si všimnete, že se děje?
- mohou vidět a slyšet nějaké šumění, nějaké bublání, sůl mizí (rozpouští se) do směsi a mohou si všimnout, že směs je čirá, ale při přidávání soli se zakalí
jakmile je hřebík v roztoku, zeptejte se svých vědců:
- co si všimnete, že se teď děje?
- mohou vidět a slyšet více šumění nebo bublání, měnit barvu, mohou si všimnout, že se nádoba po několika minutách cítí trochu teplejší, nebo dokonce vidí, jak se na nehtu začíná tvořit rez
- co vás zajímá o věcech, které si všimnete?
- váš vědec se může divit, proč se barva roztoku mění, proč bublá, mohou se divit, proč má řešení jiný zápach. Mohli by se divit, co vlastně rez je.
jakmile je hřebík venku a suchý, požádejte svého vědce, aby provedl několik srovnání mezi rezavým hřebíkem a nerezovým hřebíkem.
- jaké věci se liší?
- jaké věci zůstaly stejné?
více k prozkoumání
doba, po kterou necháte hřebík sedět v roztoku, určí, jak rezavý hřebík dostane. Pokud chcete jen trochu rzi, zkuste si po několika minutách vyndat hřebík. Pokud chcete opravdu rezavý hřebík, zkuste nechat hřebík v roztoku celý den, nebo možná déle. Hřebík můžete nechat v roztoku tak dlouho, jak chcete, ale mějte na paměti, že nádoba se může velmi zahřát, pokud nehet po delší dobu zkoroduje.
zkuste toto stejné vyšetřování znovu, ale s kroucením. Buď použijte jiný hřebík, nebo otřete hřebík, který jste právě použili, papírovou utěrkou. Než vložíte hřebík do roztoku, zkuste jej zakrýt vazelínou. Bude to ještě rez? Pojďme to zjistit!
tento obsah byl částečně umožněn Institutem muzejních a knihovních služeb.
chceme vidět, co si doma vyzkoušíte. Podělte se o své experimenty s námi na sociálních médiích pomocí # ScienceAtPlay a tagging @CTScienceCenter.
Nick Villagra je pedagog STEM v Connecticut Science Center, zodpovědný za rozvoj a poskytování vědeckých zkušeností, včetně učebních laboratorních programů, divadelních představení a prázdninových táborů. Nick je držitelem bakalářského titulu ve strojírenství na Swarthmore College. a byl řečníkem na konferenci New England Museum Association. Nick se vždy snaží dát jedinečné razítko do nabídek Science Center a rád začleňuje 3D tištěné materiály navržené na míru, se kterými mohou studenti komunikovat.